原标题：国内首台基于量子计算技术的检测仪亦庄造

从经典测量到量子测量，让各行各业检测跃升到新的能级！近日，北京经济技术开发区（北京亦庄）量子信息企业北京中科国光量子公司（以下简称“国光量子”）成功研制出国内首台基于量子计算技术的检测仪，推动量子精密测量技术赋能各行各业。

什么是基于量子计算技术的检测仪？与传统检测仪相比有怎样的优势？可赋能哪些应用领域？带着一连串疑问，记者走进国光量子研发实验室。

囚禁离子在量子界一直是量子计算的最好实现手段，用离子阱技术将离子囚禁在特定位置，然后利用光子和离子之间的相互作用来对离子进行操作，实现0、1编码，或者进行相互作用进而实现计算，这便是囚禁离子量子计算的基本原理。当然，该量子计算离真正实现还有相当长的距离，国光量子此次正是将该技术用于物质成分检测，进而研制出了“囚禁离子检测仪”。

在实验室，两名技术工程师正在对着两台检测仪进行测试。“左边是测气体的，右边这台是测液体的，只需几秒钟，检测仪就可以同时分析上百种化合物的结构和组成，满足多场景、多领域下的快速、高灵敏度检测要求。”国光量子联合创始人陈东升介绍道，我们给这个检测仪起名叫“囚禁离子检测仪”。

得益于自研光量子处理芯片和光量子探测芯片，国光量子可以将囚禁离子模块做到非常小，在常规囚禁离子量子计算机中往往要用分立的单光子源以及单光子探测设备，设备较为庞大，国光量子自研高集成光量子芯片正好可以大幅缩小体积，进而将囚禁离子模块做到很小，也就可以把检测仪做到很小。

传统最高精度物质成分检测仪一般是质谱仪，质谱仪作为高端科学分析仪器，用于分析和鉴定化合物的结构和组成。由于技术壁垒高、用途广泛，质谱仪在业内被誉为科学仪器皇冠上的“明珠”，因为“如果连质谱仪都无法检测到，那其他仪器更难以做到”，是目前物质鉴定的利器。

陈东升用一个比喻生动解释了囚禁离子检测仪和质谱仪的区别和优势：传统的质谱仪，是利用粒子在电场中的加速和飞行时间与其质量之间的关系,对样品中的离子进行质量分析，这需要有足够的空间让粒子有足够时间飞行，可以想象成“人在操场上跑步，测量人的速度”；该检测方法当然需要仪器足够长，一般在两到三米，最终产品功耗约3000w，可实现50-2000 da质量数范围、最高灵敏度0.25 ppb的化合物成分检测。当然还有个巨大的缺陷，无法区分分子量相近的物质，比如一氧化碳和氮气，特别在高分子量的时候，分子量很容易接近，实用性就会差一些。

囚禁离子检测仪，是基于离子在电磁场中的运动并用极弱光进行探测的原理，通过分析离子在电磁势阱中的频率以及和微弱光的耦合来实现物质成分分析，可以想象成“人不需要在一个操场大的空间跑步了，只需要原地跳绳，通过探照灯观看，便知道是什么物质了”。由于采用集成光量子芯片技术，该检测仪体积仅有一个手提箱大小，功耗小于300w，可实现50-4000 da质量数范围、最高灵敏度0.1ppb的化合物成分检测。

“囚禁离子检测仪质量、体积小，方便操作，易于携带，具有高分辨率、高灵敏度、多级质谱分析能力和灵活性等诸多优点；同时，该产品在国际首创实现大气压连续进样，可以进行不间断检测，极大提高检测效率。”陈东升表示。

囚禁离子检测仪具有广泛的应用领域，比如临床医疗领域poct生化检测、肿瘤标志物检测；刑侦防化领域毒品、爆炸物检测；食品安全领域果蔬农残、食品添加剂检测；环境保护领域的水质、土壤、农残空气污染监测等。

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